Danh sách bài viết

Nhật ký giải mã bí mật của 200 căn bệnh ung thư nhờ toán học tại Anh

Cập nhật: 07/08/2016

Hay nói cách khác, họ đã tìm ra định luật cơ bản của quá trình phát triển ung thư.
Ung thư được hình thành khi những tế bào trong cơ thể hoạt động một cách bất thường và liên tục phân chia không ngừng để tạo thành những khối u. Một khối u thông thường được tạo từ số lượng tế bào ung thư nhiều hơn cả dân số của hành tinh này, những tế bào tại các khu vực khác nhau của khối u có những thông tin di truyền khác nhau.

Như vậy, khối u là một nơi cực kỳ hỗn loạn của các tế bào ung thư "không ai giống ai". Vậy các bác sỹ làm thế nào để có thể đối phó với căn bệnh quái ác, khi mà đã áp dụng những liệu pháp gene để tập trung vào mã gene đã biết, nhưng vẫn luôn có loại gene mới của các tế bào khác sẵn sàng xuất hiện? Câu trả lời chính là tìm ra một trật tự nhất định trong đống hỗn loạn đó. Đó cũng chính là vấn đề được tiến sỹ Trevor Graham cùng với tiến sỹ Andrea Sottoriva thuộc Trung tâm nghiên cứu ung thư Anh quốc tiến hành tìm hiểu.
 
Một khối u thông thường được tạo từ số lượng tế bào ung thư nhiều hơn cả dân số của hành tinh này.
Một khối u thông thường được tạo từ số lượng tế bào ung thư nhiều hơn cả dân số của hành tinh này.

Ngay khi bắt đầu nghiên cứu, tiến sỹ Graham đã tiến hành tìm hiểu mô hình biến đổi gene trong những tế bào ung thư và ông đã chứng minh được dự doán về sự hỗn loạn đáng sợ của số lượng tế bào cùng với những loại gene liên quan mà ông đã đưa đưa ra trước đó. Ông và tiến sỹ Sottovira đã tìm hiểu 904 loại tế bào trong khối u của 14 căn bệnh ung thư khác nhau, cả 2 người đã ngạc nhiên khi với một số lượng lớn các loại tế bào như vậy các mô hình gene biến đổi của chúng lại có nhiều điểm giống nhau. Thậm chí, 2 tiến sỹ này còn có thể mô tả những mô hình này dưới dạng các công thức toán học.

Mỗi khi tế bào phân chia thành 2 tế bào con mới thì thông tin di truyền ADN của nó cũng được sao chép thành 2 bản để "con cháu" sở hữu. Mặc dù vậy, cho dù quá trình sao chép ADN diễn ra cực kỳ chính xác nhưng nó vẫn không thể hoàn hảo và sẽ tạo ra những lỗi sao chép, chúng ta gọi là sự đột biến gene - một nguyên nhân gây ra bệnh ung thư. Ngoài ra, chính những đột biến này sẽ lại được sao chép lại cho những thế hệ sau khác. Quá trình này cứ diễn ra như vậy cho đến khi ADN gốc của tế bào đầu tiên bị bóp méo hoàn toàn, dẫn đến sự hỗn loạn về thông tin di truyền bên trong các khối u.

Tiến sỹ Graham và tiến sỹ Sottovira đã sử dụng quá trình đọc ngược mã gene để tiếp cận vấn đề này, bắt đầu từ điểm cuối cùng là những mã gene bị xáo trộn trong tế bào ung thư và giải mã chúng để tìm ra những bản mã gene của thế hệ trước đó. Cứ như vậy, họ sẽ tìm ra bản mã di truyền gốc từ tế bào đầu tiên. Sau khi sử dụng dữ liệu của 14 căn bệnh ung thư khác nhau dựa trên kỹ thuật sắp xếp trình tự di truyền của thế hệ tiếp theo, các nhà khoa học đã phát hiện ra cứ lúc nào xuất hiện đột biến đặc biệt là sẽ có dấu hiệu của bệnh ung thư và những mảnh tế bào bên trong khối u đều sở hữu một đoạn ADN gốc trước khi xảy ra đột biến.
 
Cứ lúc nào xuất hiện đột biến đặc biệt là sẽ có dấu hiệu của bệnh ung thư.
Cứ lúc nào xuất hiện đột biến đặc biệt là sẽ có dấu hiệu của bệnh ung thư.

Để tìm kiếm nguyên mẫu ADN với số lượng dữ liệu lớn như vậy, không ít nhà khoa học đã sử dụng những chương trình máy tính phức tạp để trả lời câu hỏi này dựa trên phương pháp quy nạp. Nhưng 2 tiến sỹ của Trung tâm nghiên cứu ung thư Anh quốc đã sử dụng một cách tiếp cận hoàn toàn mới mẻ, họ nhận thấy rằng mô hình đột biến gen có nhiều ý nghĩa hơn nếu nhìn dưới góc độ làm thế nào căn bệnh ung thư có thể phát triển.

Họ phát hiện ra rằng, những đột biến gene xuất hiện ngay trong giai đoạn đầu của bệnh ung thư sẽ có mặt ở hầu hết các tế bào lúc đầu và những đột biết khác sẽ xuất hiện trong quá trình phát triển của bệnh ung thư về sau chỉ tồn tại ở những tế bào thế hệ trẻ hơn, hay nói cách khác là càng về sau thì các dạng đột biến các trở nên hiếm nhưng chúng lại chỉ tập trung ở một số khu vực nhất định của khối u.
 
Những đột biến gene xuất hiện ngay trong giai đoạn đầu của bệnh ung thư sẽ có mặt ở hầu hết các tế bào lúc đầu.
Những đột biến gene xuất hiện ngay trong giai đoạn đầu của bệnh ung thư sẽ có mặt ở hầu hết các tế bào lúc đầu.

Thực tế, tiến sỹ Graham đã thừa nhận rằng phát hiện này khiến họ phải ngạc nhiên khi mà trước đó họ cho rằng các dạng đột biến khác biệt sẽ trở nên ít hơn vì cho dù chúng phân chia liên tục các tế bào thế hệ sau vẫn sẽ giữ được những thông tin di truyền một cách tương tự nhau ở khía cạnh nào đó so với tế bào gốc.

Các nhà khoa học đã phát triển một công thức mô tả hoàn hảo mô hình đột biến của hơn 200 loại ung thư dựa trên nguyên lý phân phối xác suất quy tắc lũy thừa rời (còn gọi là power-law trong tiếng Anh), ví dụ nổi tiếng nhất của nó là mô tả về tần số của các từ trong văn bản tiếng Anh. Tiến sỹ Graham cho biết thêm rằng power-law xuất hiện ở trong tất cả những hệ thống tự nhiên, ví dụ như động đất chẳng hạn.

Những sự kiện địa chấn cỡ nhỏ đến mức không thể cảm nhận được vẫn xảy ra trên khắp thế giới nhưng tần suất xảy ra một trận động đất lớn là khoảng 1 thập kỷ hoặc hơn. Điều này chỉ ra rằng thời gian xảy ra những dạng địa chấn khác nhau tuân theo một quy luật và đó gọi là power-law.
 
Điều này chỉ ra rằng thời gian xảy ra những dạng địa chấn khác nhau tuân theo một quy luật và đó gọi là power-law.
Điều này chỉ ra rằng thời gian xảy ra những dạng địa chấn khác nhau tuân theo một quy luật và đó gọi là power-law.

Bên cạnh đó, tiến sỹ Graham bổ sung thêm rằng việc tìm ra cách thức bệnh ung thư phát triển đã khẳng định rằng những đột biến thông dụng có mặt ở hầu hết các dạng thế bào sẽ tương tự với những trận động đất lớn tức là chúng sẽ có tần suất xảy ra thấp hơn so với những dạng đột biến đặc thù chỉ xuất hiện tại những tế bào trong giai đoạn sau của bệnh ung thư. Hay nói cách khác, họ đã tìm ra định luật cơ bản của quá trình phát triển ung thư.

Với nghiên cứu này, tiến sỹ Graham và tiến sỹ Sottavira hy vọng họ có thể tạo ra một "cuốn sách kiến thức về ung thư dựa trên toán học" cho các đồng nghiệp khác có thể tham khảo và bổ sung nó. Mục đích của cuốn sách này là đơn giản hóa và cải thiện những hiểu biết về ung thư đối với bác sỹ cũng như bệnh nhân trong cuộc chiến chống lại căn bệnh này.
 
Theo Trí Thức Trẻ

Nguồn: / 0

Tags : ung thư  khoahoctot 

Nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng RNA, DNA của vi khuẩn phong và mức kháng thể kháng PGL-I ở bệnh nhân phong trong quá trình điều trị đa hóa

Y tế - Sức khỏe

Mục tiêu thực sự của kiểm soát bệnh phong là giảm tối thiểu tình trạng tàn tật và biến chứng do bệnh phong gây ra, bằng việc phát hiện bệnh sớm, hóa trị liệu đầy đủ, điều trị phản ứng phong kịp thời và thích hợp. Đa hóa trị liệu (Multidrug Therapy-...

Thuốc hỗ trợ khôi phục lại tim hiến tặng giúp lưu trữ lâu hơn và cấy ghép an toàn hơn

Y tế - Sức khỏe

Cấy ghép nội tạng giúp cứu mạng sống cho nhiều người, nhưng thật không may, cơ quan nội tạng không tồn tại lâu được trong kho bao quản. Giờ đây, các nhà khoa học đã chứng minh được một loại thuốc hiện có có thể khôi phục lại trái tim của người hiến...

Nghiên cứu cung cấp hiểu biết mới về cách CBD giảm co giật động kinh

Y tế - Sức khỏe

Trong suốt 20 năm qua, việc sử dụng cannabidiol (CBD) để điều trị chứng động kinh đã đạt được sức hút lớn, đặc biệt là khi thuốc chống động kinh gặp thất bại. Đặc tính chống co giật của CBD rất nổi tiếng; tuy nhiên, nghiên cứu mới đây đã nêu bật cách...

Có thể dự đoán trước khả năng mắc chứng rối loạn căng thẳng sau sang chấn

Y tế - Sức khỏe

Khi nhắc đến chứng rối loạn căng thẳng sau sang chấn (PTSD), phần lớn các nghiên cứu lâm sàng tập trung vào việc cải thiện tình trạng hơn là dự đoán trước nó. Tuy nhiên, nghiên cứu mới được thực hiện tại Trường Đại học Tufts vừa phát hiện ra một dấu...

Kính áp tròng cảm ứng vừa theo dõi mắt vừa quản lý bệnh tăng nhãn áp

Y tế - Sức khỏe

Những người mắc bệnh tăng nhãn áp nếu không kiểm soát được tình trạng của họ, họ rất có thể sẽ bị mù. Một loại kính áp tròng được thử nghiệm mới có thiết kế hỗ trợ vấn đề này, vừa theo dõi các triệu chứng bệnh tăng nhãn áp vừa tự động giải phóng...

5 gia vị và tiềm năng dược lý chống ung thư

Y tế - Sức khỏe

Ngày nay, các loại gia vị ngày càng được quan tâm không chỉ vì đặc tính ẩm thực mà còn vì những lợi ích sức khỏe tiềm ẩn, bao gồm cả khả năng ngăn ngừa ung thư. Ngày Tết, hãy cùng tìm hiểu về một số loại gia vị có đặc tính dược lý chống ung thư

Thuốc trừ sâu chlorpyrifos có thể đóng một vai trò trong bệnh béo phì

Y tế - Sức khỏe

Bị cấm ở các quốc gia thuộc Liên minh châu Âu từ năm 2020, thuốc trừ sâu chlorpyrifos, được coi là chất gây độc thần kinh và gây rối loạn nội tiết, cũng sẽ thúc đẩy bệnh béo phì bằng cách làm chậm quá trình đốt cháy calo trong mô mỡ nâu.

Bệnh tiểu đường: liệu pháp mới sẽ thay đổi cuộc sống của bệnh nhân

Y tế - Sức khỏe

Theo Viện Y tế và Nghiên cứu Y tế Quốc gia Pháp (Inserm), khoảng 10% bệnh nhân tiểu đường mắc bệnh tiểu đường loại 1. Điều này là do thiếu insulin - một loại hormone điều chỉnh lượng đường trong máu - của tuyến tụy và thường xuất hiện từ thời thơ ấu...

Kỹ thuật mới giúp giảm bớt các rủi ro trong điều trị bệnh Parkinson

Y tế - Sức khỏe

Việc truyền các xung điện đến các khu vực khác nhau của não đã được áp dụng trong suốt nhiều năm để giúp giảm bớt các triệu chứng của bệnh Parkinson, cũng như một loạt các bệnh khác. Tuy nhiên, phương pháp truyền điện hiện tại liên quan đến việc cấy...

Vắc-xin và mắc SARS-CoV-2 trước đó mang lại khả năng bảo vệ lâu dài chống lại chủng omicron BA.5

Y tế - Sức khỏe

Một nghiên cứu mới được dẫn đầu bởi giáo sư Luís Graça, giám đốc Viện Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes (iMM, Lisbon) là một cơ sở nghiên cứu liên kết của Đại học Lisbon, ở Lisbon, Bồ Đào Nha cùng đồng nghiệp Manuel Carmo là phó giáo...